技术领域
本发明涉及一种通过启动处于休眠状态中的大豆种子快速萌动,在萌动期分离大豆胚轴的方法。
背景技术
大豆异黄
酮(Isoflavones of Soybean)主要来源于豆科
植物的荚豆类,其中大豆中的含量较高, 分布于大豆种子胚轴和子叶中,种皮中含量极少,子叶中异黄酮含量为0.1%~0.3%,而胚轴中异黄 酮含量为子叶浓度的5~10倍。人体实验表明大豆异黄酮主要在肠道中被吸收,吸收率为10%~40%. 而萌芽状态的大豆食用后可以增强大豆异黄酮的吸收,吸收率为20%~60%。研究发现,大豆异黄酮 的雌
激素样作用影响到性激素分泌、代谢和
生物学活性、
蛋白质合成、生长因子活性、细胞恶性增 殖、分化、细胞粘附和血管生成,其对重要的类固醇生物合成关键酶的作用也影响体内激素
水平, 有助于改善绝经后妇女热潮红和
阴道炎等症状,对骨质疏松症的发生也有
预防作用。日本国家膳食 调查分析表明,日本居民每日膳食中大约食用大豆70g左右,Watanabe等研究表明,由于日本居民 传统膳食结构上每日的早、晚餐均食用大豆制品,大豆异黄酮的摄入量约为40mg/d,对心血管的防 护作用及骨质代谢的影响和对于预防癌症发生效果明显。研究发现,不同的加工方法对大豆食品的 异黄酮含量和成份影响较大,加工过程会造成异黄酮的显著损失(P<0.05):如浸泡36小时后损失 为14%,热加工煮沸10分钟后为51%,
豆腐制造为44%,
大豆分离蛋白若以
碱提取损失为53%。 浸泡和加热使丙二酰异黄酮甙减少而相应的乙酰异黄酮增加,游离甙元增加。
发酵和碱提取除了破 坏大豆异黄酮成份外也可以使游离甙元增加。大豆及其制品都含有异黄酮,
大豆粉中含量为2014μ g/g于重,豆腐中含量为531μg/g干重,大豆分离蛋白含量为987μg/g干重,大豆浓缩蛋白中含 量为73μg/g干重。通过日常食用大豆及其制品固然是摄取大豆异黄酮的一条渠道,但由于摄入量 不足而影响保健效果,因此,通过大豆深加工综合利用,从大豆种子分离大豆胚轴供补充大豆异黄 酮是一种经济可行的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种通过启动处于休眠状态中的大豆种子快速萌动,在萌动期分离大豆胚 轴供利用大豆异黄酮的方法。
由于大豆种子特殊的形态结构,芝麻大小的大豆胚轴紧贴两片肥大的子叶并被形成
角质化的致 密栅状组织种皮包覆,通常分离完整的大豆胚轴十分困难。本发明发现大豆种子经热水烫泡瞬间刺 激启动,可促使处于休眠状态中的大豆快速萌动,萌动期初始萌芽状态的大豆种子子叶与大豆胚轴 能轻易分离并保持胚轴完整及所含大豆异黄酮生物活性不受破坏。
本发明的方法包括将大豆种子经冷水浸泡萌动至初始萌芽状态,以及脱皮、大豆子叶分瓣、子 叶与大豆胚轴分离、低温干燥等工艺工序。具体步骤如下:
一、冷水浸泡萌动至初始萌芽状态:用冷水浸泡大豆种子,水温为10~34℃,通常为18~25 ℃;浸泡时间为2.5小时至16小时,通常为4~10小时。
大豆种子萌动期是从吸水膨胀开始,随着胚轴和子叶
含水量的增加,原生质由凝胶状态转变成 溶胶状态,呼吸代谢增强,种皮膨胀,
氧气透入,酶系统活动增强。胚细胞的新陈代谢促进胚轴伸 长呈初始萌芽状态。
所用的大豆种子以成熟饱满、形状完整、无病虫害及种皮光亮新鲜为佳,最好经筛选剔除瘪粒、 破瓣粒和虫蛀粒。
二、脱皮工序:将呈初始萌芽状态的大豆种子置于通常工业脱皮装置中低速搅拌滚动脱皮1分 钟至3分钟,转速为30转/分至500转/分,呈膨胀萌芽状态的大豆种子子叶与种皮被轻易剥离,进 一步置于分离槽中加水将悬浮于水面的大豆种皮与子叶分离。
三、大豆子叶分瓣及子叶与大豆胚轴分离:将已脱皮的大豆子叶置于通常工业脱皮装置中,采 用中速搅拌滚动处理1分钟至5分钟,转速为600转/分至5000转/分,使呈抱紧状态的二片子叶被 分瓣,并将紧贴大豆子叶的大豆胚轴被分离剥落。进一步置于分离槽中加水将呈半悬浮状态的大豆 胚轴与沉淀于槽底的分瓣的大豆子叶分离。分瓣的大豆子叶经热
风干燥后可作为原料应用于大豆深 加工工业。
四、低温干燥:将分离出来的大豆胚轴经通常工业低温干燥装置干燥,干燥
温度通常为25℃至 65℃,干燥时间为1小时至8小时,通常为2小时至6小时;亦可采用
真空干燥装置或冷冻真空干 燥装置进行干燥。经低温干燥装置干燥后的大豆胚轴,可保持其所含大豆异黄酮生物活性不受破坏, 并保持胚轴完整。
上述方法还可在用冷水浸泡大豆种子之前,先将大豆种子用热水烫泡刺激,加入的热水量通常 为大豆种子重量的1倍以上;热水温度为55~93℃,通常为70~83℃;烫泡时间随水温而定,通常 为5秒钟至2分钟;随后用冷水冲泡冷却。然后再用冷水浸泡萌动至初始萌芽状态。成熟、干燥的 大豆种子由于含水量低,原生质呈凝胶状态,处于休眠期的大豆种子经热水烫泡刺激,可使大豆种 子萌动期被快速启动。
本发明方法简单易操作,分离效率高,而且能有效保留完整的大豆胚轴及所含大豆异黄酮生物 活性不受破坏。所得到的大豆胚轴可经进一步采用
溶剂浸出法萃取大豆异黄酮。研究发现,大豆异 黄酮的雌激素样作用影响到体内激素水平,有助于改善绝经后妇女热潮红和阴道炎等症状,对心血 管的防护作用及骨质代谢的影响和对于预防癌症发生效果明显。
上述本发明方法分离得到的大豆胚轴可用工业生产通常采用的极性较强的溶剂浸出萃取糖甙, 再进一步采用极性较弱的溶剂浸出萃取甙元;合并萃取液并经低温干燥后即为总大豆异黄酮。浸出 萃取可采用工业常用的浸出设备,可选用平转浸出器,环型浸出器、
履带-框式浸出器或罐式浸出 器等;
混合液分离可采用混合液
汽提设备,可选用层碟式汽提塔、层式汽提塔、填料式汽提塔或管 式汽提塔等类型设备。浸出萃取(糖甙或甙元)时可采用如下的工艺条件:浸出温度20~100℃, 通常浸出温度为40~55℃;溶剂与胚轴重量比为0.2~3∶1;浸出时间为3~180分钟,通常为60~ 80分钟。大豆胚轴浸出萃取过程中,所用的溶剂可循环使用。
大豆异黄酮分为游离型的甙元(Aglycon)和结合型的糖甙(Glucosides)两类,甙元占总量的 2%-3%,糖甙占总量的97%-98%。因此萃取大豆异黄酮通常采用溶剂浸出二步法进行萃取。糖甙一 般可用乙酸乙酯、丙酮、
乙醇、甲醇、水或某些极性较强的混合溶剂,如甲醇与水(1∶1)进行萃取; 甙元用极性较弱的溶剂,如乙醚、氯仿、乙醇乙酯等萃取。工业生产通常采用极性较强的溶剂萃取 糖甙,再进一步采用极性较弱的溶剂萃取甙元。
具体实施方式
下面结合
实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例一:
筛选成熟饱满的大豆种子100公斤,加入83℃热水200升瞬间烫泡刺激5秒钟,使大豆种子萌 动期被快速启动,随后用冷水冲泡冷却,再放置于冷水中浸泡7小时,浸泡水温为21℃,大豆种子 已膨胀呈初始萌芽状态;经工业脱皮装置低速搅拌滚动脱皮1分钟剥离大豆种皮,转速为40转/分, 置于分离槽中加水将悬浮于水面的种皮与大豆子叶分离,再经工业脱皮装置中速搅拌滚动2.5分钟 使呈紧抱状态的二片子叶被分瓣,大豆胚轴被分离剥落,转速为3000转/分,再次置于分离槽中将 呈半悬浮状态的大豆胚轴与大豆子叶分离。采用低温干燥装置将大豆胚轴进行干燥,干燥温度为45 ℃,干燥时间为5小时,可获得所含大豆异黄酮生物活性不受破坏的完整的大豆胚轴。
实施例二:
筛选成熟饱满的大豆种子100公斤,加入70℃热水200升瞬间烫泡刺激2分钟,使大豆种子萌 动期被快速启动,随后用冷水冲泡冷却,再放置于冷水中浸泡6.5小时,浸泡水温为20℃,大豆种 子已膨胀呈初始萌芽状态;经工业脱皮装置低速搅拌滚动脱皮3分钟剥离大豆种皮,转速为30转/ 分,置于分离槽中加水将悬浮于水面的种皮与大豆子叶分离,再经工业脱皮装置中速搅拌滚动5分 钟使呈紧抱状态的二片子叶被分瓣,大豆胚轴被分离剥落,转速为600转/分,再次置于分离槽中将 呈半悬浮状态的大豆胚轴与大豆子叶分离。采用低温干燥装置将大豆胚轴进行干燥,干燥温度为25 ℃,干燥时间为8小时,经进一步采用溶剂浸出二步法萃取大豆异黄酮,采用的溶剂可以是甲醇与 水(1∶1)进行萃取,然后再用氯仿进行萃取,混合液分离可采用碟式汽提塔汽提设备,合并萃取液 经低温干燥后为大豆异黄酮。
实施例三:
筛选成熟饱满的大豆种子100公斤,加入75℃热水200升瞬间烫泡刺激1.5分钟,使大豆种子 萌动期被快速启动,然后用冷水冲泡冷却,再放置于冷水中浸泡5小时,浸泡水温为24℃,大豆种 子已膨胀呈初始萌芽状态;经工业脱皮装置低速搅拌滚动脱皮2分钟剥离大豆种皮,转速为200转/ 分,置于分离槽中加水将悬浮于水面的种皮与大豆子叶分离,再经工业脱皮装置采用中速搅拌滚动 4分钟使呈紧抱状态的二片子叶被分瓣,大豆胚轴被分离剥落,转速为1000转/分,再次置于分离 槽中将呈半悬浮状态的大豆胚轴与大豆子叶分离。采用真空干燥装置将大豆胚轴进行干燥,干燥温 度为60℃,干燥时间为2小时,可获得所含大豆异黄酮生物活性不受破坏的完整的大豆胚轴。
实施例四:
筛选成熟饱满的大豆种子100公斤,加入60℃热水200升瞬间烫泡刺激4分钟,使大豆种了萌 动期被快速启动,随后用冷水冲泡冷却,再放置于冷水中浸泡5小时,浸泡水温为25℃,大豆种子 已膨胀呈初始萌芽状态;经工业脱皮装置低速搅拌滚动脱皮1.5分钟剥离大豆种皮,转速为300转/ 分,置于分离槽中加水将悬浮于水面的种皮与大豆子叶分离,再经工业脱皮装置采用中速搅拌滚动 3.5分钟使呈紧抱状态的二片子叶被分瓣,大豆胚轴被分离剥落,转速为1500转/分,再次置于分 离槽中将呈半悬浮状态的大豆胚轴与大豆子叶分离。采用低温干燥装置将大豆胚轴进行干燥,干燥 温度为50℃,干燥时间为4.5小时,可获得所含大豆异黄酮生物活性不受破坏的完整的大豆胚轴。
实施例五:
筛选成熟饱满的大豆种子100公斤,加入93℃热水200升瞬间烫泡刺激4秒钟,使大豆种子萌 动期被快速启动,随后用冷水冲泡冷却,再放置于冷水中浸泡4小时,浸泡水温为30℃,大豆种子 已膨胀呈初始萌芽状态;经工业脱皮装置低速搅拌滚动脱皮50秒钟剥离大豆种皮,转速为450转/ 分,置于分离槽中加水将悬浮于水面的种皮与大豆子叶分离,再经工业脱皮装置采用中速搅拌滚动 2分钟使呈紧抱状态的二片子叶被分瓣,大豆胚轴被分离剥落,转速为3000转/分,再次置于分离 槽中将呈半悬浮状态的大豆胚轴与大豆子叶分离。采用低温干燥装置将大豆胚轴进行干燥,干燥温 度为62℃,干燥时间为2小时,可获得所含大豆异黄酮生物活性不受破坏的完整的大豆胚轴。
实施例六:
筛选成熟饱满的大豆种子100公斤,加入80℃热水升瞬间烫泡刺激10秒钟,使大豆种子萌动 期被快速启动,随后用冷水冲泡冷却,再放置于冷水中浸泡16小时,浸泡水温为10℃,大豆种子 已膨胀呈初始萌芽状态;经工业脱皮装置低速搅拌滚动脱皮1分钟剥离大豆种皮,转速为300转/ 分,置于分离槽中加水将悬浮于水面的种皮与大豆子叶分离,再经工业脱皮装置采用中速搅拌滚动 1.5分钟使呈紧抱状态的二片子叶被分瓣,大豆胚轴被分离剥落,转速为4000转/分,再次置于分 离槽中将呈半悬浮状态的大豆胚轴与大豆子叶分离。采用低温干燥装置将大豆胚轴进行干燥,干燥 温度为60℃,干燥时间为2小时,可获得所含大豆异黄酮生物活性不受破坏的完整的大豆胚轴。
实施例七:
筛选成熟饱满的大豆种子100公斤,加入78℃热水200升瞬间烫泡刺激15秒钟,使大豆种子 萌动期被快速启动,随后用冷水冲泡冷却,再放置于冷水中浸泡2.5小时,浸泡水温为34℃,大豆 种子已膨胀呈初始萌芽状态;经工业脱皮装置低速搅拌滚动脱皮1分钟剥离大豆种皮,转速为300 转/分,分离槽中加水将悬浮于水面的种皮与大豆子叶分离,再经工业脱皮装置采用中速搅拌滚动 1.5分钟使呈紧抱状态的二片子叶被分瓣,大豆胚轴被分离剥落,转速为4000转/分,再次置于分 离槽中将呈半悬浮状态的大豆胚轴与大豆子叶分离。采用低温干燥装置将大豆胚轴进行干燥,干燥 温度为30℃,干燥时间为8小时,经工业生产二步浸出法用极性较强的溶剂如乙醇萃取糖甙,然后 再采用极性较弱的溶剂如乙醇乙酯萃取甙元,混合液分离可采用碟式汽提塔汽提设备,合并萃取液 经低温干燥后为大豆异黄酮。
实施例八:
筛选成熟饱满的大豆种子100公斤,放置于冷水中浸泡8小时,浸泡水温为25℃,大豆种子已 膨胀呈初始萌芽状态;经工业脱皮装置低速搅拌滚动脱皮1分钟剥离大豆种皮,转速为300转/分, 置于分离槽中加水将悬浮于水面的种皮与大豆子叶分离,再经工业脱皮装置采用中速搅拌滚动1.5 分钟使呈紧抱状态的二片子叶被分瓣,大豆胚轴被分离剥落,转速为4000转/分,再次置于分离槽 中将呈半悬浮状态的大豆胚轴与大豆子叶分离。采用低温干燥装置将大豆胚轴进行干燥,干燥温度 为60℃,干燥时间为2小时,可获得所含大豆异黄酮生物活性不受破坏的完整的大豆胚轴。
实施例九:
筛选成熟饱满的大豆种子100公斤,置于冷水中浸泡9小时,浸泡水温为21℃,大豆种子已膨 胀呈初始萌芽状态;经工业脱皮装置低速搅拌滚动脱皮1分钟剥离大豆种皮,转速为40转/分,置 于分离槽中加水将悬浮于水面的种皮与大豆子叶分离,再经工业脱皮装置中速搅拌滚动2.5分钟使 呈紧抱状态的二片子叶被分瓣,大豆胚轴被分离剥落,转速为3000转/分,再次置于分离槽中将呈 半悬浮状态的大豆胚轴与大豆子叶分离。采用低温干燥装置将大豆胚轴进行干燥,干燥温度为45℃, 干燥时间为5小时,可获得所含大豆异黄酮生物活性不受破坏的完整的大豆胚轴。